A sonda de perfuração é composta por diversos componentes que auxiliam no processo de extração. O colar de perfuração é um desses equipamentos, juntamente com o tubo de perfuração e o tubo de peso pesado, desempenhando um papel crucial nas operações de perfuração ao suportar cargas e tensões severas. Escolher os tamanhos de colares de perfuração corretos é fundamental para o sucesso da operação e depende, principalmente, das condições ou demandas da perfuração.
O que são colares de perfuração
O colar de perfuração é um componente vital da montagem de fundo de poço (BHA, na sigla em inglês). Ele fica localizado abaixo do tubo de perfuração e acima da broca, no final da coluna de perfuração, sendo equipado com conexões de junta de ferramentas em ambas as extremidades.
Fabricado em aço carbono ou em uma barra sólida de aço de liga de alta resistência, conforme as propriedades mecânicas estabelecidas pela API, é o componente mais pesado da coluna de perfuração. Sua função é facilitar a penetração da superfície, exercendo força descendente sobre a broca em rotação.
Essa ferramenta essencial para operações de perfuração possui paredes mais grossas que o tubo de perfuração, ajuda a manter o controle direcional da montagem de fundo de poço, estabiliza a coluna de perfuração e reduz a flambagem e vibração do tubo de perfuração devido ao seu peso extra.
Tipos de Colares de Perfuração
Os colares de perfuração podem ser classificados em três tipos principais:
Colar de Perfuração Liso
O colar de perfuração liso é o mais comum, com uma superfície externa arredondada e reta. Ele simplesmente aumenta o peso sobre a broca para perfuração.
Colar de Perfuração Espiral
O colar de perfuração espiral tem a mesma função que o colar liso, mas sua vantagem principal é o design especializado, com ranhuras em espiral na superfície externa. Essas ranhuras diminuem a área de contato entre o diâmetro externo do colar e a parede do poço, permitindo que o fluido de perfuração passe livremente ao redor do colar.
Dessa forma, ele reduz as chances de aderência por diferença de pressão, provocada pelas diferenças de pressão entre o colar e a parede do poço.
Colar de Perfuração Não Magnético
Os colares de perfuração não magnéticos são não espirais e têm propriedades mecânicas diferentes. São feitos de aço inoxidável e usados em cenários onde a interferência magnética pode ser problemática, especialmente durante a medição de poços com ferramentas magnéticas, como bússolas, em operações de perfuração direcional.
Tamanhos de colares de perfuração
Os colares de perfuração são mais pesados que o tubo de perfuração e têm um diâmetro externo maior. Eles geralmente estão disponíveis em diferentes tamanhos, conforme especificado pela API, para atender a condições específicas de perfuração e garantir eficiência. No entanto, também existem tamanhos fora do padrão API, feitos sob medida.
Os três principais aspectos dos tamanhos dos colares de perfuração incluem:
Comprimento
Os colares de perfuração são geralmente divididos em três faixas de comprimento, variando entre 30 e 90 pés. Os tamanhos mais comuns são de 30 a 32 pés de comprimento, pertencentes à faixa 2. A profundidade do poço determina o comprimento necessário para a perfuração, com poços maiores exigindo colares mais longos e vice-versa.
Diâmetro Externo
O diâmetro de um colar de perfuração pode variar entre 2 1/2 e 11 polegadas, sendo a faixa mais comum entre 3 1/8 e 9 1/2 polegadas. Um diâmetro externo maior significa mais peso e rigidez na coluna de perfuração, evitando flambagem e flexões.
Peso
Escolher um colar de perfuração com o peso adequado é essencial para uma operação de perfuração bem-sucedida. O tipo de formação rochosa, a profundidade do poço e o tamanho do buraco são fatores cruciais que determinam o peso ideal do colar de perfuração.
A maioria dos colares de perfuração é fabricada com um diâmetro externo máximo de 9 1/2 polegadas, pesando entre 214 a 217 libras. Quanto mais pesado o colar, mais peso ele pode fornecer à broca para perfurar a superfície.
O colar de perfuração mais pesado tem um diâmetro externo de 11 polegadas, pesando cerca de 299 libras. Esse tipo de colar é usado em condições extremas, como poços profundos ou onde a perfuração de formações é altamente desafiadora.
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